城市三維地下管線定位及埋深探測技術探微

劉福紅

摘 要：隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展以及地下空間技術的逐步成熟，城市三維地下管線的定位和埋深探測技術的應用得到了人們更深層次的關注。因此，分析了管線探測的研究背景，介紹了直接測量法、感應測量法、示蹤電磁法三種常用的地下管線定位探測技術，并闡述了采用電磁法進行相關管線定位和探測的基本原理。

關鍵詞：地下管線；探測儀器；管線探測；發(fā)射機

中圖分類號：TU990.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.157

城市地下管線是城市的生命線，在城市建設中有著不可替代的作用。城市地下管線的管理是三維地下管理中的核心問題，也是相關管理部門對地下管線的分布和正常使用進行研究的必備資料。當前階段，各式各樣的地下管線的三維定位技術已經(jīng)被廣泛應用于城市地下建設的各個領域。

1 管線探測的研究背景

金屬材質和非金屬材質是當前常用的地下管線材料。目前，我國地下管線探測領域普遍使用的探知管線在土壤中的分布的方法有預埋檢測帶法、示蹤電磁法、探地雷達和面波法等。一般情況下，技術人員會采用一定的方法和儀器設備測量，以獲得地下管線的位置信息。由于非金屬管線自身的導電性能相對較弱，因此，采用常規(guī)的地下管線探測儀難以精確探測非金屬管線。地質雷達和金屬管線探測儀是國內(nèi)地下管線探測領域進行探測工作的主要設備。

2 地下管線定位探測技術的常用方法

2.1 直接測量法

直接測量法的工作原理較為簡單，具體流程為：將發(fā)射機的一端與待測的金屬管線相連，另一端接地或連接到金屬管線的觸點上，主要用于接收地下金屬管線的信號，從而探測相關通信交接箱電力變電箱等設備在金屬管線周圍產(chǎn)生的交變電磁場。該方法的優(yōu)點為發(fā)射信號較強、定位準確、深度測試精度高、受周圍相鄰管線的干擾較小等，缺點為在裸露點較少的區(qū)域無法直接測量。

2.2 示蹤電磁法

該方法的探測原理為：將用于發(fā)射電磁信號的探頭或導線送入非金屬管道內(nèi)部，從而通過導線或探頭發(fā)出的電磁感應信號確定地線管線的位置。由于管線會受到埋深、信號衰竭等因素的影響，導致測量精度較低。因此，該方法具有較大的局限性，不適合廣泛應用。

2.3 感應測量法

該方法的探測原理為：地下金屬管線在磁場的作用下，其周圍會產(chǎn)生感應電流，進而在管線周圍產(chǎn)生二次磁場。此時，可在地面上探測到二次電磁異場，從而確定地下管線的深度和空間分布情況。該方法本身具有一定的局限性，即會受到場地條件等的限制，因此，其在實際工作中的使用較少。

3 采用電磁法定位管線的原理

目前，在我國城市現(xiàn)代化建設的進程中，金屬材料是大部分管線的制作材料，但仍有少量管線采用了非金屬材料。采用電磁法探測地下管線的基礎為金屬材料本身具有的特性。具體探測流程為：可根據(jù)相關設備探測到的固定頻率的交變感應電流得出地下管線的位置及分布情況。

4 管線探測儀的定位方法及其探測誤差

4.1 極小值法

采用該方法可測量電磁場垂直方向的分量。采用管線探測儀探測時，根據(jù)相關的基本原理，垂直分量在管線的正上方一般為0，即極小值點。通過探測得到的極小值，可得到管線的具體分布情況。由于垂直分量會受到附近導線異常干擾或垂直地面干擾，因此，在實際應用中，極小值法常與其他方法配合使用，從而提升探測效果。

4.2 直讀法

在實際探測過程中，直讀法主要用于管線定深探測工作。該方法的具體原理為：基于固定管線儀的測量結果和相鄰線圈電磁場的梯度分布情況，并在接收機中設置相應的按鈕后，通過指針表頭可直接讀出地下管線的位置。該方法的操作簡單，測量之前需要測試修正系數(shù)，從而提高深度校正的精度。

5 結束語

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和地下探測技術的逐步完善，城市三維地下管線的定位和埋深技術得到了快速發(fā)展。在城市管線的定位探測工作中，常遇到較為復雜的管線排布等情況。因此，在城市地下管線的探測過程中，應運用先進的儀器設備和科學、有效的測量方法，并有效結合現(xiàn)場調(diào)查的具體方式，這對城市三維地下管線定位和埋深探測精確度的提升有較大的意義。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕